材料類研究生綜合實驗?zāi)芰虒W(xué)改革初探

[摘要]研究生教學(xué)改革是關(guān)系到高等教育深入發(fā)展的關(guān)鍵因素，培養(yǎng)知識創(chuàng)新能力和科研實踐能力對于提高理工類研究生的業(yè)務(wù)素質(zhì)至關(guān)重要，本文以《晶體結(jié)構(gòu)分析儀器與實踐》教學(xué)實踐改革為基礎(chǔ)，提出了利用實驗室優(yōu)勢、完善教學(xué)考核環(huán)節(jié)等概念，對于理工科教學(xué)改革有借鑒意義。

[關(guān)鍵詞]研究生，教學(xué)改革，綜合實驗?zāi)芰Α?/p>

[中圖分類號]G643.2[文獻標(biāo)識碼]A[文章編號]1005-4634(2008)04-0350-03

0引言

研究生教育作為高等教育的重要部分，是培養(yǎng)高層次專業(yè)人才的主要途徑。研究生是目前參與和推動我國科學(xué)研究與技術(shù)發(fā)展的重要力量，其知識創(chuàng)新能力與科研實踐能力的培養(yǎng)對于提高研究生的業(yè)務(wù)素質(zhì)至關(guān)重要。

燕山大學(xué)材料學(xué)院擁有透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀以及多套先進的分析檢測設(shè)備，其中10萬元以上設(shè)備有40余臺，承擔(dān)著許多國家級、省部級以及企業(yè)委托的重大項目，并取得了一批在國內(nèi)外較有影響的研究成果，已經(jīng)具備較好的培養(yǎng)研究生的客觀條件。分析檢測設(shè)備的先進齊全與配套，青年學(xué)者既是教授又是設(shè)備使用專家是其最主要特色。燕山大學(xué)材料學(xué)院多年來一直非常重視研究生教育，鑒于目前研究生渴望更多地利用學(xué)校科研資源，且提高自身綜合實踐能力意識強烈，結(jié)合建設(shè)科研型學(xué)院的目標(biāo)，積極探索提高碩士生培養(yǎng)質(zhì)量的新途徑，開展了旨在培養(yǎng)提高研究生綜合實驗?zāi)芰Φ膶嵺`教學(xué)改革。

1教學(xué)改革的內(nèi)容

1.1課程設(shè)置的目的與目標(biāo)

筆者在研究生教育中提出“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強能力、高素質(zhì)”的目標(biāo)。合格的工科類碩士研究生應(yīng)具有較寬的專業(yè)基礎(chǔ)知識、很強的科研實驗技能，掌握先進的分析測試技術(shù)，有創(chuàng)新意識，科研水平高。因此，為配合研究生公共實驗基礎(chǔ)教學(xué)改革，燕山大學(xué)材料學(xué)院在2004年的學(xué)院學(xué)術(shù)委員會上討論并通過了試辦一門針對碩士研究生的專業(yè)實踐課的教學(xué)改革方案。由于本科階段已經(jīng)學(xué)習(xí)過晶體學(xué)及X射線衍射學(xué)課程，所以該課程設(shè)立的重點不是基礎(chǔ)理論而是設(shè)備的實際操作技能訓(xùn)練。

1.2教學(xué)安排

這次教改增加的實踐課程是《晶體結(jié)構(gòu)分析儀器與實踐》，總共18學(xué)時，1學(xué)分。燕山大學(xué)材料學(xué)院擁有兩臺日本理學(xué)D/max型X射線衍射儀，因此，該課程在實驗室結(jié)合設(shè)備講解。開課時間是在碩士研究生第一學(xué)期，以便學(xué)生能夠盡早掌握設(shè)備操作方法，開展相關(guān)課題研究。

1.3改革方法

《晶體結(jié)構(gòu)分析儀器與實踐》主要是對X射線課程進行大膽創(chuàng)新，通過課程建設(shè)使研究生掌握X射線衍射分析基本原理、基本計算方法和衍射儀的基本操作方法，能夠獨立裝、卸試樣，并根據(jù)不同的實驗?zāi)康脑O(shè)計調(diào)整實驗參數(shù)，學(xué)會對物相分析、點陣參數(shù)測定等實驗數(shù)據(jù)進行分析處理。與傳統(tǒng)教學(xué)的區(qū)別在于重點強調(diào)實踐能力培養(yǎng)。燕山大學(xué)材料學(xué)院采取互動式教學(xué)模式，建立一種幫教鏈，由教師集中授課一、兩次，講解工作原理、基本操作規(guī)程和操作注意事項，然后將學(xué)生分組，并且先重點培養(yǎng)骨干學(xué)生，再由他們?nèi)渌M的學(xué)生，循環(huán)幫教，這樣不但大大增加研究生親自操練設(shè)備的機會，而且也使教師與實驗教師得以從繁重的教學(xué)實驗中解脫出來，從而把更多的精力用于指導(dǎo)學(xué)生或者深入挖掘設(shè)備潛力方面，同時也擺脫了過去那種學(xué)生提供試樣索取結(jié)果的被動學(xué)習(xí)模式。

2教學(xué)改革實施效果

2.1課程選修率

這次教學(xué)改革始于2004級的研究生新生。當(dāng)年共招收碩士研究生58人，44人選修該課，選修率為76％。2005年招收碩士研究生50人，41人選修該課，選修率為82％，另外環(huán)化學(xué)院的9名碩士生也選修了該課。2006年招收碩士研究生53人，48人選修該課，選修率達到91％，同時理學(xué)院的3名碩士生也選修了該課。此外，每次開課都有多名博士生旁聽這門課程。

2.2結(jié)課率、優(yōu)秀率

2004級碩士生正式選課44人，2005級研究生正式選課的50人，2006級研究生正式選課的51人，全部修完該課并順利通過考試。教學(xué)過程中同學(xué)們保持了高漲的熱情和充沛的精力，2004級研究生中取得了1人95分、13人90分的成績，2005級研究生中平均成績達到了85分，2006級研究生旁聽人數(shù)最多。大家普遍反映這種嘗試學(xué)得快、記得牢、有實效，并希望充分利用學(xué)院的人力與設(shè)備方面的有利條件繼續(xù)開設(shè)其它大型儀器設(shè)備的實踐教學(xué)課。

2.3指導(dǎo)本科畢業(yè)設(shè)計

通過這次研究生實踐教學(xué)改革，使選修該課的研究生基本掌握了X射線衍射儀的實際操作及數(shù)據(jù)分析方法，并協(xié)助各自的指導(dǎo)教師指導(dǎo)本科畢業(yè)論文。材料學(xué)院2005年和2006年本科畢業(yè)生分別為222人和179人，其中與晶體結(jié)構(gòu)分析實驗相關(guān)的同學(xué)都得到了這些研究生的指導(dǎo)與幫助。

3關(guān)于研究生實踐能力培養(yǎng)與管理模式的 若干思考

材料學(xué)院大型儀器都有專門技術(shù)人員和責(zé)任專家共同負(fù)責(zé)，從而保證了實驗設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)與維修，這也為該項教學(xué)改革工作提供了強有力的保障。

研究生在上機測量及處理數(shù)據(jù)過程中會遇到各種各樣的問題，實驗室教師給予熱心輔導(dǎo)和細(xì)致解答，從而保證了實驗的順利進行。為獲得樣品更多的信息，實驗室教師建議研究生要具體問題具體分析，針對不同的樣品要采取不同的測量方式，例如對于薄膜樣品，應(yīng)采取掠入射的掃描方式，這樣既可以增強薄膜的衍射強度，又能夠減少基片的影響。

為保證研究生上機實驗的連續(xù)性，實驗室教師經(jīng)常延長工作時間；為使研究生能夠更好的掌握軟件的運用，實驗室主管教師利用業(yè)余時間講解軟件的使用方法；由于實驗室的儀器有大量自有技術(shù)，實驗室教師具有一定的維修能力，研究生在實驗過程中，機器出故障時，教師能夠及時排除故障，保證了實驗的順利進行。

在考試方法改革方面，研究生階段的教學(xué)方法與考試方法均與本科生階段有很大的不同。本科生階段主要強調(diào)基本知識和基本訓(xùn)練，而研究生階段更強調(diào)素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。包括動手能力、科研實踐能力、實踐中運用理論知識解決實際問題的能力、相互合作能力和總結(jié)表達能力等。像本科生那樣只進行筆試已經(jīng)不適合對研究生諸多能力的考核，尤其是實驗課程。近幾年的改革實踐表明，必須不斷修改教學(xué)內(nèi)容，始終堅持培養(yǎng)研究生的科研實踐和創(chuàng)新能力這一目標(biāo)。

燕山大學(xué)材料學(xué)院所給出的考核方式是以單個或者一組同學(xué)為對象，由導(dǎo)師給出相應(yīng)的課題，由學(xué)生獨立或者協(xié)調(diào)合作完成整個實驗設(shè)計、實驗實施、實驗記錄的過程，對多個大型精密儀器聯(lián)合運用，比如利用Gleeble3500熱模擬實驗機、JEOL2010透射電鏡、X-射線衍射儀等設(shè)備的一系列操作，寫出詳盡的實驗報告，爭取發(fā)表優(yōu)秀論文，最后由教師考核整個實驗過程的科學(xué)性和嚴(yán)密性，給出成績。

4結(jié)束語

課程改革是一項系統(tǒng)工程，除了教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革與探討外，還必須更新教育觀念，強調(diào)教學(xué)效果，建立一套針對材料實踐課程特點的教學(xué)體系。今后燕山大學(xué)材料學(xué)院也將不斷地關(guān)注全國其它院校材料學(xué)科實驗課程改革發(fā)展動向，為不斷提高研究生的實驗研究技能而努力。